Видеоконференцсвязь: Как это работает и как устроено? Основные особенности
12 мин
Видеоконференцсвязь – это сеанс видеоконференций между двумя и более удаленными абонентами с помощью технических средств, обеспечивающих передачу звука и изображения в реальном времени. В ходе видеоконференции каждый из пользователей может видеть и слышать других пользователей в соответствии с архитектурой видеоконференции. Звук и изображение каждого из участников конференции захватываются и передаются другим членам конференции по каналам связи.
Преимущества профессиональных решений
Видеоконференции являются отличным инструментом для создания видео сессий и, как правило, более доступной альтернативой личным встречам и совещаниям. А современные технические средства и видеокодеки обеспечивают высокое качество систем видеоконференцсвязи вне зависимости от ширины канала связи и мощностей клиентского оборудования. Участвовать в видеоконференции сегодня можно даже с мобильного устройства.
Высокое разрешение
Современные профессиональные решения видеоконференцсвязи позволяют проводить сеансы видеосвязи в более высоком разрешении (от 1920 Х 1080 пикселей) в отличии от привычных классических решений, таких, как Skype или Zoom. Может это и не важно при использовании стандартных мониторов с диагоналями не выше 20", но при более высоких - это становится важным, когда перед вами монитор с диагональю 40 дюймов и выше.
"Поэтому умение найти разумный компромисс между параметрами передачи сигнала, и качеством видеоизображения – одна из важных задач корректной передачи информации."
Новейшие алгоритмы сжатия
Передовые алгоритмы сжатия данных сегодня позволяют транслировать изображение высокого качества с хорошей цветопередачей в малой полосе пропускания интернет-канала, до 2 Мбит в секунду. Технология адаптации видеопотока позволяет адаптировать ширину канала в режиме реального времени под постоянно меняющиеся условия каждого из собеседников.
"Если участник конференции присоединился к видео сеансу со своего смартфона, система автономно подберёт оптимальное качество видеопотока, исходя из параметров дисплея и скорости соединения подключённого устройства."
Надёжность аппаратных решений
Несмотря на явные достижения в совершенствовании защиты ОС, они по-прежнему уязвимы к вирусным атакам. Вредоносные программы, проникшие в компьютер, могут парализовать его действия, вследствие чего есть вероятность сорвать важную встречу по причине отказа работы оборудования. Для того, чтобы минимизировать эти риски, современные аппаратные имеют закрытую операционную систему, в которой применяется мировой стандарт шифрования и безопасность данных.
"Система включается и выключается с помощью нажатия одной кнопки и не требует привлечения специалистов."
Защищенность данных
Не стоит забывать и о вопросах защищенности, которые являются ключевым отличием профессиональных решений для видеоконференций, например, решениях, которые используются в Skype. Для соединения в Skype-конференциях требуется выход в открытую глобальную сеть и доступ к серверу Microsoft. Такой метод не гарантирует утечки информации при возникновении внешних атак. Pro решения базируется на использовании собственной инфраструктуры оборудования, не требующей наличия стороннего сервера видеоконференций и выхода в Интернет.
"Такие соединения можно осуществлять в локальной защищенной сети. Поддержка шифрования потока данных практически полностью исключает несанкционированный доступ, что делает сам процесс обмена информацией максимально безопасным."
PTZ-поворотные камеры
При эксплуатации стандартных сервисов видеоконференций на стационарных компьютерах, используется встроенная веб-камера, имеющая высокий уровень шумов и малую чувствительность, плюс, неестественную цветопередачу и низкое разрешение картинки. Видеокамеры профессиональных решений видеоконференций имеют качественную оптику с высокой чувствительностью и возможностью оптического масштабирования изображения. К тому же одним нажатием кнопки на беспроводном пульте управления, вы легко можете выделить интересного вам собеседника, наведя камеру на любого из присутствующих.
"Профессиональные решения имеют возможность подключения сразу нескольких камер, которые могут активироваться в автоматическом режиме и выводить активного резидента встречи на основной экран."
Поддержка нескольких дисплеев одновременно
Профессиональные решения позволяют в ходе конференции использовать два и более экранов. Один может использоваться в качестве основанного, а второй для вывода дополнительного изображения, например, презентации со стороннего ноутбука.
Поддержка нескольких камер одновременно
Профессиональные решения позволяют транслировать одновременно и действие в зале, и изображение, например, активного спикера на одном экране. Система поддерживает использование неограниченного числа дополнительных камер видеозахвата.
Поддержка профессиональных микрофонных систем
В стандартном комплекте поставляется круговой микрофон, способный отчетливо воспринимать речь участников конференции на расстоянии до 10 метров, на обычном стационарном ноутбуке максимум 1 м. Встроенный подавитель обратной акустической связи помогает сохранять речь разборчивой. При необходимости дополнительно можно подключить и внешний микрофон или конференц-систему.
- Ускорение деловых коммуникаций Собрать всех членов переговоров для видеоконференции намного проще, чем вживую. Следовательно, обсуждение и принятие решения по критичным вопросам бизнеса может уложиться в несколько часов. Тогда как при традиционном общении для этого могут потребоваться дни и недели.
- Общение, приближенное к живому В отличие от телефонной связи, видеоконференцсвязь обеспечивает максимальное приближение к традиционному общению. Участники видеоконференции видят и слышат друг друга так же, как если бы находились рядом. А специализированные решения для телеприсутствия и вовсе нивелируют разницу.
- Визуальный характер связи позволяет всем членам конференции передавать не только устную, но и визуальную информацию: графики, диаграммы, документы, демонстрации макетов, учебные пособия, а также видеоролики.
- Сокращение расходов Возможность осуществить коммуникацию между удаленными подразделениями компании «по воздуху» исключает вспомогательную логистику, связанную с обучением персонала, координацией работы географически разнесенных подразделений, совещаниями и презентациями.
- Увеличение производительности труда Меньше времени тратится на организационные мероприятия, и больше на фактические. Также, рост производительности обусловлен сокращением времени реакции компании на изменение внешних условий.
- Удаленные консультации Режим видеоконференции позволяет компании привлечь к обсуждению проблемы сторонних экспертов, в том числе зарубежных, избежав транспортных расходов, связанных с их личным приездом и пребыванием.
Виды видеоконференцсвязи
Персональная видеоконференция/one-to-one
В самом простом случае видеоконференцсвязь может быть установлена напрямую между двумя собеседниками. Изображение и речь передаются от первого лица второму и от второго первому. В корпоративной среде применений для такой компоновки немного.
Видеоконференции в сфере образования/one-to-many
В отличие от персональной, групповая видеоконференция подразумевает передачу видеосигнала от одного члена видеоконференции целой группе. При этом последние лишь получают видеосигнал, но не передают свой. Такая видеоконференцсвязь востребована в образовательной сфере, в разного рода лекциях, вебинарах и докладах. Преподаватель (докладчик) видит и слышит каждого ученика, но сами ученики слышат и видят лишь преподавателя.
Селекторные видеоконференции/few-to-many
Селекторная видео конференция – это групповая видеоконференция, в которой лектор или председатель имеет возможность дать слово любому из учеников, временно включив для него двустороннюю связь. Такого докладчика слышат и видят все другие участники конференции.
Симметричные видеоконференции/many-to-many
В случае симметричной видеоконференцсвязи каждый участник конференции видит и слышит всех остальных, а те, в свою очередь, видят и слышат его. Типичные примеры такой групповой конференции – совещание, круглый стол, корпоративные тренинги, научные дискуссии, деловые переговоры, конференции и многое другое.
Архитектура видеоконференцсвязи
Архитектура видеоконференцсвязи может быть как аппаратной, так и программной. Впрочем, сегодня деление на чисто аппаратные и чисто программные комплексы является условным, т.к. большинство производителей в своих решениях используют и ту, и другую архитектуру.
Передача данных от участника к участнику обычно осуществляется через промежуточный аппаратный или программный сервер видеоконференций, задачей которого является обработка и распределение потоков между всеми членами групповой конференции. Прямое подключение каждого к каждому (peer-to-peer) нерационально, т.к. потребовало бы не только значительной ширины канала связи, но и существенных вычислительных мощностей на стороне каждого участника для обработки всех входящих видеопотоков.
- Архитектура на основе микширования (MCU) Сервер видеоконференций (чаще всего – аппаратный) обрабатывает видеопотоки, посылаемые каждым кодеком связи, микширует их в один общий поток и отправляет его каждому участнику ровно в том качестве, которое позволяет воспроизвести его оборудование и ширина канала связи. Такую архитектуру масштабировать сложно и затратно. Обработка видеопотоков требует существенных вычислительных ресурсов для постоянного кодирования и декодирования потоков, поэтому с ростом числа активных сеансов видеоконференций она становится чрезмерно дорогой.
- Архитектура на основе мультиплексирования Стандартное решение на базе Skype. При такой реализации сервер видеоконференций не выполняет перекодирование, а рассылает видеопотоки между собеседниками как есть. При этом конечный терминал либо адаптирует разрешение видео к своим возможностям самостоятельно, либо просит сервер сделать это.
- Архитектура на основе масштабируемого кодирования видео (SVC) Суть технологии кодирования видео SVC сводится к тому, что сервер передает исходное видео всем абонентам слоями. Каждый такой слой дополнительно повышает качество воспроизведения. Таким образом, абоненты с медленным интернетом получают малое число слоев, а абоненты с более широким каналом связи видят картинку в полном качестве. Заметим, что в отличие от микширования, каждый слой – это не просто видеопоток в сниженном качестве, а разница между ним и предыдущим слоем. Именно за счет этого такая архитектура хорошо масштабируется практически на неограниченное число абонентов.
В качестве главного устройства используется один или больше аппаратных MCU серверов, а в качестве терминалов – аппаратные терминалы ВКС, включающие кодек, камеру, микрофон и другие устройства.
К достоинствам такой реализации можно отнести более низкие требования к пропускной способности каналов связи, т.к. каждый абонент получает видео, адаптированное к его каналу, а также совместимость всех аппаратных решений между собой. Еще один плюс – возможность работы в закрытых сетях.
Увы, недостатки у такого подхода тоже существенные.
- Высокая цена, обусловленная дороговизной серверного оборудования для микширования каналов
- Архитектура технологии данного решения требует достаточно мощные вычислительные процессы для масштабирования потоков и растут пропорционально числу участников
- Необходимо техническое обслуживание
Облачный сервер видеоконференций и аппаратные терминалы
В роли главного устройства выступает выделенный облачный сервер с SVC архитектурой. Конечные терминалы – аппаратные. Такой вариант реализации сегодня очень популярен.
При использовании облачного сервера видеоконференций не требуются большие вычислительные мощности за счет использования более новой архитектуры на основе "слоистого" типа масштабации, которая позволяет развернуть систему на обычном сервере. К достоинствам можно отнести и тот факт, что терминалы не требуют отдельных ПК.
"Однако такая реализация дороже, чем чисто программный вариант, а масштабирование системы и расширение функционала затруднено, поскольку сопряжено с заменой аппаратных терминалов или подключением дополнительных устройств."
Программный сервер видеоконференций и программные терминалы
В этом случае в паре с программным сервером ВКС работают программные же терминалы, установленные на обычные пользовательские ПК или даже на мобильные устройства. Такая схема тоже широко распространена сегодня.
Два ключевых достоинства такой системы это низкая стоимость решения, существенно ниже аппаратных аналогов, а также легкое масштабирование. Кроме того, для расширения функционала (например, для записи видеоконференции) не требуется дополнительное оборудование. При этом в целом обеспечивается высокое качество, не уступающее более дорогим решениям.
"Среди недостатков можно отметить. Во-первых, существует зависимость качества и стабильности связи от доступных вычислительных возможностей ПК. Во-вторых, всю периферию, включая сами ПК, нужно приобретать отдельно."
Программный сервер видеоконференций и браузер (WebRTC)
Поддержка стандарта WebRTC (Web Real Time Communications) браузерами позволила использовать обычный браузер на ПК или приложение на мобильном устройстве в качестве конечного терминала видеоконференцсвязи.
Среди достоинства такого подхода можно отметить высокое качество связи благодаря интеграции современным видео- (VP8 и H.264) и аудио-кодекам (Opus) и кроссплатформенность, тогда как установка ПО для ВКС не требуется.
"Однако для реализации поддержки групповых конференций требуется сервер, выполняющий микширование видеопотоков, потому что в отличие от программных и аппаратных терминалов браузер этого делать не умеет. Еще неприятней тот факт, что разные реализации ВКС на базе WebRTC несовместимы между собой."
Исходя из выбранной архитектуры ВКС, варианта ее реализации и конкретного помещения, состав оборудования системы может различаться. Ключевые компоненты любой ВКС перечислены ниже.
Устройства захвата звука
Помещение для видеоконференцсвязи оборудуется микрофонами для захвата речи каждого участника. Микрофоны могут быть индивидуальными, установленными непосредственно на рабочем месте каждого абонента, или направленными групповыми микрофонами. Последние устанавливаются на рабочем столе конференц-зала или смонтированы на потолке. Чаще всего такие микрофоны предоставляют также функции шумо- и эхоподавления.
Устройства захвата изображения
В зависимости от стоимости и целей ВКС, могут применяться как простейшие веб-камеры, так и более дорогие решения: PTZ-камеры, позволяющие в реальном времени менять ракурс съемки и фокусироваться на лице того или иного докладчика, панорамные камеры, снимающие все помещение целиком, или специализированные решения для телеприсутствия, благодаря которым все участники конференции оказываются сидящими рядом за одним виртуальным столом.
Устройства для воспроизведения звука
Это могут быть как обычные динамики, возможно, совмещенные с микрофонным пультом, так и более сложные системы: гарнитуры, системы конференц-связи и т.д.
Устройства для воспроизведения изображения
В конференц-зале нужно установить экран, на котором будут воспроизводиться сигналы удаленных абонентов видеоконференции, а также другая информация. Часто таких экранов устанавливают несколько: на одном отображаются лица участников, а на другом – документы, рисунки или иной мультимедийный контент, соответствующий повестке дня видеоконференции. Очень важно правильно подобрать место расположения и диагональ экрана, ведь информацию на нем должно быть хорошо видно всем находящимся в конференц-зале.
Сервер
В зависимости от архитектуры системы под основным оборудованием понимается аппаратный микшер сигналов видеоконференцсвязи или сервер, а также аппаратные терминалы участников, если используется аппаратная схема реализации. Если выбрана программная реализация ВКС, то в качестве основного оборудования будет выступать обычный ПК.
Как видите, в выборе архитектуры системы видеоконференцсвязи и конкретного способа ее реализации есть масса нюансов. Какому именно решению следует отдать предпочтение, в каждом конкретном случае решается индивидуально, исходя из целей и задач проведения конференций в Вашей организации.
